Avances e implicaciones éticosociales de la nanomedicina

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www.mundonano.unam.mx | Vol. 6, No. 10, enero-junio, 2013 | Artículos | Mundo Nano |

Avances e implicaciones éticosociales de la nanomedicina:

una revisión desde el caso del cáncer cerebral*

GiAn CArlo delGAdo rAMos** luis Alberto hernández burCiAGA***

Resumen: Entre las aplicaciones de la nanotecnología más prometedoras y dinámicas están aquellas del sector salud. Destacan las investigaciones en enfermedades como el cáncer, VIH sida, diabetes, osteoartritis, enfermedades degenerativas y desordenes cardiovasculares y nerviosos. El presente texto abre con una breve introducción acerca del estado actual de la investigación y desarrollo de la nanotecnología y sus aplicaciones médicas, particularmente desde una perspectiva económica. A continuación, indaga con mayor detenimiento el caso del cáncer y en específico del cáncer cerebral, los retos de su diagnóstico y tratamiento y el potencial de la nanotecnología para confrontarlos. A partir de una revisión de más de tres mil artículos registrados en PubMed se ofrece un análisis sobre el avance de la investigación en cáncer y cáncer cerebral en lo que va del siglo XXI, tanto en lo que se refiere al espectro de tipos de cáncer como de estructuras nanométricas empleadas. Se cierra con una reflexión tanto de los potenciales riesgos asociados a la exposición directa a nanomateriales, como de las implicaciones sociales y éticas del avance de la nanomedicina. Con la inclusión de una propuesta normativa de modelo integral de gestión y distribución del riesgo, se argumenta que es oportuno estimular y regular responsable y democráticamente al sector de la nanomedicina y en sí de las nanotecnologías como un todo a modo de minimizar eventuales costos y riesgos innecesarios.PalabRas clave: nanomedicina, cáncer cerebral, aspectos sociales, ética, regulación.

abstRact: Health applications are among the most promising and dynamic of nanotechnology in-novation. To highlight are those focused on cancer, HIV-AIDS, diabetes, osteoarthritis, degenerative diseases, and cardiovascular and nervous disorders. This paper deals with nanoapplications for brain cancer. It starts with a brief introduction about current state of research and development of nanotechnology and its medical applications, particularly from an economic perspective. It then briefly presents cancer and brain cancer diseases, current challenges of diagnosis and treatment and nanotechnology potential to solve them. After a review of more than three thousand papers registered in PubMed database (from 2000 to 2013), an analysis of the progress of nanorelated research in cancer is offered. It includes a general description of types of cancers, including brain cancer, and nanostructures currently being studied. Finally, a reflection on potential risks associ-ated with direct exposure to nanomaterials, as well as on social and ethical implications of the progress of nanomedicine is presented. By outlining a normative model of an integrated manage-ment and distribution of risk, we argue the relevance of democratically and responsibly promoting and regulating nanotechnology in general and nanomedicine in particular; all with the purpose of minimizing eventual costs and unnecessary risks.KeywoRds: nanomedicine, brain cancer, social aspects, ethical regulation.

* El presente trabajo es parte de los resultados de investigación del Laboratorio Socio-Económico en Nano-ciencia y Nanotecnología (LABnano), proyecto financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), No. 118244.

** Investigador de tiempo completo, definitivo, del programa “El Mundo en el Siglo XXI” del Centro de Inves-tigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades de la UNAM. Integrante del Sistema Nacional de Investigadores del Conacyt. Es coordinador de LABnano. Contacto: [email protected]

*** Pasante de la carrera de filosofía de la Facultad de Filosofía y Letras de la UNAM. Becario del proyecto LABnano.

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intRoducción

La nanociencia es el estudio de las características del mundo nanométrico, el de los átomos y las moléculas, una dimensión donde las propiedades de la materia cambian con respecto a las propiedades que suele presentar a la macroescala; desde el co-lor, hasta la maleabilidad, resistencia, conductividad, etc. El diseño de materiales na-noestructurados para tales o cuales aplicaciones que demandan ciertas propiedades o características se denomina nanotecnología. El espectro de aplicación de tal frente tecnológico es en principio ilimitado pues a tal escala se abre la posibilidad de mani-pular, tanto materia orgánica como inorgánica. Las expectativas son mayores, al pun-to que incluso se cree que estamos ante la conformación de una nueva revolución industrial.

Tanto los gobiernos como el sector privado han destinado crecientes esfuerzos y recursos. Se verifica que el gasto público mundial en nanotecnología fue, en 1997, de 430 millones de dólares (mdd) pero para el 2003, poco después de que EUA y otros países lanzaran sus iniciativas gubernamentales para apoyar su desarrollo, el gasto aumentó a 3 mil mdd y desde entonces no ha dejado de crecer (Delgado, 2013). Al 2010, la suma global de financiamiento público a la nanotecnología rondaba los 70 mil millones de dólares, de los cuales 18 mil millones se ejercieron sólo en 2010(Roco, Chad y Hersam, 2010).

Por su parte, el mercado global de lo nano, estimado en 15,700 millones de dóla-res en 2010 y en 20,100 millones de dólares en 2011, se estima podría ubicarse en el rango de los 27 mil a 30 mil millones de dólares al año 2015 (Electronics, 2010; Global Industry Analysts, 2012; BCC Research, 2012-A). El ritmo de crecimiento entre 2013 y 2017 se calcula en 19% (Research Markets, 2013). Otras estimaciones precisan que las ventas totales podrían sumar 48,900 millones en 2017, de las cuales 37,300 mi-llones corresponderían a nanomateriales y 11,400 millones de dólares a nanoherra-mientas (BCC Research, 2012-A).

De tomar en cuenta es que hoy, casi 20% del gasto en investigación se concentra en sector salud y ciencias de la vida, seguido del área de químicos, tecnologías de la información y comunicación, aplicaciones ambientales, energía y transporte (Nanos-pots, 2007).

nanomedicina, fRente tecnocientífico con potencial1

El uso de bionanoestructuras y nanodispositivos para sistemas y procedimientos me-jorados y novedosos de prevención, diagnóstico, tratamiento y regeneración constitu-ye el corazón de la denominada “nanomedicina”, refiriendo precisamente al cruce de la nanotecnología y la medicina y que, hoy por hoy, en sí, alude esencialmente al en-cuentro de la nanotecnología y la biotecnología en el amplio ámbito de la salud, esta última con mayor tendencia hacia la denominada medicina personalizada.

El mercado global de la nanomedicina alcanzó 50 mil millones de dólares en 2011 y las perspectivas hablan que aumentará a más del doble para 2016, por ello, las pa-

1 Para una reflexión más amplia sobre el avance de la nanomedicina en países desarrollados y en desarrollo, así como de sus implicaciones, léase: Arnaldi et al., 2011.

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tentes en dicho rubro registran un aumento importante a nivel mundial en lo que va del siglo XXI.2 De un universo del negocio de la salud, estimado en alrededor del 15% del PIB de EUA y del 8% del PIB de Europa o más de 5 billones de dólares por año, el negocio de la nanomedicina se calcula que crecerá, sólo en EUA, a un ritmo de 17% anual, alcanzando un valor de 110 mil millones de dólares para el 2016 (Fredonia Group, 2007).

Sólo en lo que se refiere a nanopartículas para el desarrollo de agentes terapéuti-cos, el Observatorio Europeo de Ciencia y Tecnología identificaba ya desde 2006, más de 150 empresas involucradas en su desarrollo y unas tres docenas de compuestos aprobados para su comercialización con ventas en el rango de los 6,800 millones de dólares (Wagner y Zweck, 2006). De notarse es que el grueso de las ventas se relacio-naban en 75%, al mercado de aplicaciones de entrega “inteligente” de droga (Ibid.).3 Se trata de un negocio que es la mitad del existente en EUA, país que, en general, aún domina la innovación y mercado de la salud (NSF, 2010).4

Algunas estimaciones para el negocio de sistemas de entrega de droga que utili-zan nanotecnología calculan ventas por 4,800 millones de dólares para el 2012 en un mercado total en ese rubro de 67 mil millones de dólares (NanotechNow, sin fecha). Incluso se llega a considerar que el mercado nano en tal rubro podría ser de hasta 14 mil millones de dólares para el 2015 (Jain y Jain, 2006). En lo que respecta a la parti-cipación de la nanotecnología en productos para atender enfermedades del sistema nervioso central, se estima que el mercado fue, en 2011, de 14 mil millones de dóla-res con expectativas de duplicarse en 2016 (BCC Research, 2012-B). El mercado de nanoproductos para diagnóstico y terapia de cáncer (en sus distintas tipologías) es igualmente atractivo pues en 2011 se valoró en 5,500 millones y se espera llegue a 12,700 millones de dólares para el 2016 (Ibid.). Asimismo, el mercado de nanomate-riales en el segmento de medicina personal, en especial la denominada medicina tera-nostica (fusión de diagnóstico y terapia), se estima en 187 mil millones para el 2017 (BCC Research, 2013).

El creciente uso de nanomateriales en innovaciones médicas, hoy por hoy ya en al menos medio centenar de productos, el grueso no disponibles para consumo directo sino más bien empleados por investigadores o profesionistas especializados, corro-bora tales expectativas (véanse ejemplos de productos en la tabla 1). No obstante, en efecto, el mayor potencial está a penas en pleno desarrollo, por ello se habla de cuatro etapas o generaciones de la nanotecnología; la última alcanzando su despegue entre

2 Wagner y Zweck (2006) argumentan que en la Oficina Europea de Patentes se registraron en 2003 unas dos mil patentes en nanomedicina de unas 220 en 1993. Según la base de datos de la Oficina Europea de Patentes, de 1993 a 2003, el 59% de las patentes estaban relacionadas con la entrega de droga, el 14% a diagnósticos in vitro, 13% a generación de imágenes y 8% a biomateriales <www.observatorionano.eu>.

3 Diagnósticos in vitro el 11%, biomateriales 6%, generación de imagen 4%, drogas y terapias 2%, implantes activos 1%. Lideran en publicaciones en el área: EUA con 32%, Japón con 9%, Alemania con 8%, Reino Uni-do con 7% y Francia con 6% (Wagner y Zweck, 2006: 1213).

4 En 2007, EUA publicó la mitad de los artículos relacionados con la biomedicina y ciencias de la vida del mundo. Para ese mismo año, EUA se adjudicaba el 32% del mercado mundial del sector, seguido de lejos por Europa (NSF, 2010). En el caso puntual de la nanomedicina, se calcula que domina la tercera parte de las publicaciones, la mitad de las solicitudes de patentes y la tercera parte de las patentes otorgadas. Con base en: Wagner y Zweck, 2006; Maclurcan, 2005. En lo que respecta a la porción del mercado estadounidense para productos médicos con algún tipo de innovación “nano”, se calcula que ésa podría llegar a los 100 mil millones de dólares para el 2016 (Bawa y Johnson, 2007: 882).

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el 2015 y el 2020. Tales etapas se centran en el desarrollo de: 1) nanoestructuras pasi-vas, 2) nanoestructuras activas, 3) sistemas de nanosistemas, y, 4) nanosistemas mo-leculares (Renn y Roco, 2006).

Por lo pronto, ya se explora el uso de nanocristales en el desarrollo de tecnología de formulación de drogas; el uso de compuestos inyectables que estimulen y soporten la regeneración de tejido mediante el crecimiento de moléculas que se autoensam-blan en nanofibras; el empleo de puntos cuánticos para el análisis del funcionamiento y comportamiento de drogas; el desarrollo de estructuras útiles para transportar dro-gas que tiene como objeto atacar tumores cancerosos; el uso de fulerenos (C60) en el ataque del virus del VIH; el empleo de recubrimientos bactericidas para su aplicación en superficies de quirófanos que tienen contacto con el paciente para así evitar infec-ciones imprevistas; el empleo de los avances en la electroinformática, especialmen-te los que refieren a las aplicaciones de los laboratorios-en-un-chip con componentes nanométricos, para el diagnóstico o monitoreo de bajo costo y en tiempo real de cier-tas enfermedades, deficiencias, etcétera. Otras aplicaciones refieren a la mejora del propio instrumental médico, del equipo de resolución molecular ultravanzada para la generación de nanoimágenes útiles para diagnósticos más precisos, procedimientos

tabla 1. Ejemplos de productos nanodesarrollados para el sector médico

Área de aplicación Productos Empresa o entidad desarrolladora

Cáncer Abrazane American pharmaceutical partners (EUA)

Xoxil ALZA Corporation (EUA)

Emend Merck and Co. (EUA)

Sustituto de hueso Vitoss Orthovita (EUA)

Zirconium Oxide Alatir Nanotechnologies (EUA)

Colesterol TriCor Abbott Laboratories (EUA)

Diagnóstico NanoChip Technology

Microarrays

CombiMatrix Corporation (EUA)

CellTracks Immunicon Corporation (EUA)

Equipo médico TiMESH ( para laparoscopía) GfE Medizintechnik GmbH (Alemania)

EnSeal Sistema de Fusión de Vasos

para Laparoscopía

SurgRx (EUA)

Acticoat (vendaje antibacteriano) Smith & Nephew (EUA)

Imagenología Qdot nanocrystals Invitrogen Corporation (EUA)

TriLite Technology Crystalplex Corporation (EUA)

Terapia hormonal Estrasorb

(entrega de estrógenos por

medio de nanoplataforma de

nanopartículas)

Novavax (EUA)

Inmunosupresores Rapamune

(profilaxis pararechazo de órgano

en transplantes renales)

Wyeth (EUA)

Fuente: Con base en <www.nanotechproject.org/inventories/medicine/>.

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Tabla 2. Ejemplos de pruebas clínicas en curso en EUA

Nombre de la pruebaNúmero de la prueba y

año de registroResponsable

Estudio de prueba de concepto de crema de nanoe-mulsión tópica para dolor de rodilla (osteoartritis) al 3% de diclofenaco

NCT00484120 (2007) 2DA FASE COMPLETA

Barzilai Medical Center (Israel)

Nanogeneradores atómicos dirigidos en pacientes con lesiones malignas avanzadas de leucemia mieloides

NCT00672165 (2008) FASE 1

Memorail Sloan-Kettering Cancer Center National Cancer Institute Actinium Pharmaceuticals

Evaluación clínica de restauraciones nanocerámicas CAD/CAM

NCT01464294 (2011) FASE 1

3M (EUA) Study by University of Michigan Dental Clinics

Monitoreo biológico de nanopartículas en las vías res-piratorias de niños asmáticos

NCT01754948 (2012) FASE 1

Tel –Aviv Sourasky Medical Center (Israel)

Perfil farmacoquinético y de seguridad de inyección de concentrado de paclitaxel para nanodispersión sola y en combinación con carboplatino en sujetos con tumo-res sólidos avanzados

NCT01304303 (2011) FASE 1

Sun Pharma Advanced Research Company Studies by Roswell Park Cancer Institute

Nab-paclitaxel en cáncer de seno metastásico para pa-cientes sin éxito al uso de solvente de taxano (Tiffany)

NCT1416558 (2011) FASE 1

German Breast Group

Detección temprana de cáncer de pulmón – nanoaná-lisis por medio de exhalación respiratoria

NCT01386203 (2011) FASE 1

Sheba Medical Center

Evaluación in vivo de nanotoxicidad de biomaterial de plata

NCT01243320 (2011) University of Utah University of Utah Hosptal and Clinics

Terapia focal para cáncer de próstata localizado, usan-do electroporación irreversible (nano).

NCT01726894 (2012) EN CURSO

University College London Hospitals (Reino Unido)

Terapia focal para cáncer de próstata localizado, usan-do electroporación irreversible (nano).

NCT01726894 (2012) EN CURSO

University College London Hospitals (Reino Unido)

Estudio de PLX486 como agente individual y con gem-citabina plus Nab-paclitaxel en pacientes con tumores sólidos avanzados

NCT01804530 (2013) FASE 1

Traslational Genomics Research Institute,

University of California, Medical University of South Carolina, Sarah Cannon Research Institute, Plexxikon.

Fuente: Elaboración propia con información de la base de datos de clinicaltrials.gov.

novedosos de diagnóstico in vivo e in vitro, uso de biosensores para diagnóstico, tra-tamiento y posterapia y la mejora de diversos dispositivos portátiles de diagnóstico o monitoreo, la encapsulación de droga y el desarrollo de procesos de entrega enfocada de drogas, tratamientos para la regeneración de tejidos, desde hueso, nervios, cartí-lago y piel, hasta tratamientos más sofisticados y que, junto con los anteriores, se les denomina medicina regenerativa. Esta última, posible gracias al desarrollo de bioma-teriales e implantes biológicoinertes, bioactivos o inteligentes y adaptativos —inclu-yendo implantes retinales, auditivos, de la espina dorsal y el cerebro—. Véanse en la tabla 2 ejemplos de pruebas clínicas de productos nano en EUA.

Considerando lo arriba descrito, la nanomedicina ha sido definida por la Funda-ción Europea para la Ciencia (ESF, por sus siglas en inglés) como: “…la ciencia y la tecnología de diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades y lesiones trau-

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máticas, para aliviar el dolor, así como para preservar y mejorar la salud humana, uti-lizando herramientas moleculares y el conocimiento molecular del cuerpo humano.” (ESF, 2005; Webster, 2005). Comprende, según dicha definición de la Fundación, “…cinco subdisciplinas, que en muchos modos se superponen y generan sinergias mu-tuas en las siguientes cuestiones: herramientas analíticas, nanoimagen, nanomate-riales y nanodispositivos, nuevas terapias y sistemas de entrega de droga y aspectos regulatorios y toxicológicos” (ESF, 2005).

A lo dicho, súmese en tal contexto la implementación paralela de la e-medicine o la medicina que tiene como soporte la conformación de expedientes electrónicos cada vez más detallados de los pacientes. Y más aún, la integración del ya mencionado en-foque de la medicina personalizada, misma que requiere como punto de partida el se-guimiento y actualización de descripciones detalladas de las variaciones biológicas de los pacientes en relación con diversos factores personales como lo son los contex-tos ambientales, sociales y los estilos de vida de cada individuo o grupo de individuos. Ello precisa la recolección de un gran portafolio de muestras que deben ser cataloga-das, analizadas y guardadas en biobancos, cuestión que pone sobre la mesa nuevos re-tos técnicos y tecnológicos,5 pero también cuestiones sociales, legales y éticas.

De modo similar a la biotecnología, la nano(bio)medicina llega con la promesa y expectativas de curar enfermedades tales como el cáncer, VIH sida, diabetes, osteoar-tritis, enfermedades degenerativas (por ejemplo, Alzhéimer, Párkinson, esclerosis múltiple) y desordenes cardiovasculares y nerviosos. Propone revolucionar especial-mente áreas como la oncología, cardiología, inmunología, neurología, endocrinología y microbiología, e inclusive otras como la odontología.

Los retos tecnocientíficos no son menores. Se identifica la necesidad de mejorar la biodistribución de las nanopartículas y las tecnologías de generación de imagen para visualizarlas; la optimización de la transportación de masa a través de compartimen-tos biológicos; la identificación de puntos de referencia para el desarrollo de nuevas clases de materiales; la necesidad de investigación en el desarrollo de toda una caja de herramientas analíticas para la manufactura nanofarmacéutica y el desarrollo de nuevos modelos para predecir parámetros de riesgo–beneficio (Sanhai et al., 2008). A ello, por supuesto, se suman cuestiones de efectos ambientales y preocupaciones toxi-cológicas, estandarización, regulación, consideraciones éticas, entre otras, como el ac-ceso desigual a los beneficios desarrollados.

nanotecnología y cánceR ceReBRal

El cáncer es ahora una de las cinco principales causas de defunción a nivel mun-dial. Se le atribuyen 7.9 millones de defunciones ocurridas en 2007. La Organización Mundial de la Salud (OMS), estima que alrededor de 84 millones de personas mori-rán a causa de esta enfermedad entre 2005 y 2015. En México, entre 1992 al 2001, la proporción de muertes por cáncer en México pasó de 0.6 a 13.1% del total de defun-ciones ocurridas por todas las causas y en toda la población.

5 No sólo de bioinformática y bioestadística, sino de modelos de análisis, entre otras herramientas, que en efecto puedan hacer uso útil de la disponibilidad de creciente información pues ésta no se traduce automá-ticamente en capacidades de diagnóstico o prevención, por ejemplo.

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En particular, los tumores del sistema nervioso central (SNC), ya sean de alto o bajo grado de malignidad, constituyen un problema en el sistema de salud mundial, al punto que en ciertos países, como en México, llegan a ser una de las principales cau-sas de mortalidad.

Existen más de 120 tipos diferentes de cáncer cerebral, siendo éste una de las en-fermedades del cerebro entre otras de tipo degenerativo, infeccioso, vascular o trau-mático —las enfermedades degenerativas de mayor trascendencia a nivel mundial son el Alzheimer y la enfermedad del Parkinson que afecta a una de cada cien personas ma-yores de 65 años (De Rijk et al., 2000),6 en lo que respecta a las enfermedades infec-ciosas vale indicar que en México la más frecuente es la neurocisticercosis cerebral.7

Los tumores cerebrales llegar a adjudicarse entre el 10 y el 15% de los tumores en el organismo y representan aproximadamente 25% de todas las muertes por cán-cer (Álvarez-Lemus y López-Goerne, 2012). Se caracterizan por el crecimiento anor-mal de tejido dentro o adyacente al tejido cerebral normal, lo cual produce síntomas derivados de la presión aumentada en el cráneo o la compresión y destrucción de los tejidos cerebrales normales.

Se clasifican dependiendo, entre otros factores, del sitio exacto de ubicación, el tipo de tejido en el que se encuentran y el tipo de tendencia (alto o bajo grado). Los tumores primarios pueden originarse en las células del cerebro, meninges, nervios o glándulas (Ávarez-Lemus y López-Goerne, 2012).

Debido a su localización, todos los tumores cerebrales se consideran malignos, aunque, dependiendo de sus características microscópicas y su agresividad, hay algu-nos que pueden ser curables por medio de extirpación quirúrgica, como por ejemplo el grueso de meningiomas y adenomas de hipófisis. Otros pueden ser controlados en su crecimiento por largo tiempo como los oligodendrogliomas y los craniofaringio-mas. En cambio, hay otros como el glioblastoma multiforme, resistente a todo tipo de terapia, por lo general asociado a pocos meses de vida. Desgraciadamente, en todos los casos el crecimiento de la masa de un tumor cerebral continua acabando el tejido y degradando las funciones principales del cerebro si se le deja sin tratamiento, esté último no pocas veces agresivo e impreciso.

Es notorio que la incidencia de los tumores primarios del sistema nervioso cen-tral, esté aumentando, especialmente en la población más joven, pues representa la segunda causa de muerte por cáncer en adultos menores de 35 años de edad. Entre los tumores cerebrales, casi la mitad de ellos se originan a partir de células gliales, es por ello que son clasificados como gliomas. Datos del National Caner Institute de EUA

6 El Alzheimer es una alteración neurodegenerativa primaria, que suele aparecer a partir de los 65 años, aun-que también puede presentarse entre gente más joven. Cuando una persona padece la enfermedad, experi-menta cambios nano y microscópicos en el tejido de ciertas partes de su cerebro y una pérdida, progresiva, pero constante, de una sustancia química, vital para el funcionamiento cerebral, llamada acetilcolina, que permite a las células nerviosas comunicarse entre ellas (Re et al., 2012: 53). En un principio, surgen peque-ñas e imperceptibles pérdidas de memoria, pero con el paso del tiempo, esta deficiencia se hace cada vez más notoria e incapacitante para el afectado, que tendrá problemas para realizar tareas cotidianas, simples y algunas más complejas tales como hablar, comprender, leer, o escribir. Dependiendo de la etapa en que se encuentre el paciente, los síntomas son diferentes.

7 Los síntomas frecuentes son dolor de cabeza, convulsiones, trastornos de la vista, deterioro del estado de conciencia, e incluso la infestación masiva y la obstrucción del sistema ventricular o hidrocefalia. El trata-miento de la cisticercosis consiste en antiparasitarios, esteroides, anticonvulsivantes y en ocasiones proce-dimientos quirúrgicos.

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indican que 44.4% de los tumores cerebrales son de la familia de los gliomas, siendo el glioblastoma el más común con 51.9%, seguido por el astrocitoma con el 21.6% de los casos (Allard et al., 2009; National Cancer Institute, 2005).

El régimen convencional de tratamiento del cáncer cerebral incluye la resección quirúrgica, radioterapia, quimioterapia sistémica y terapia fotodinámica (PDT, por sus siglas en inglés). Con todo, la media de supervivencia después de cirugía y radio-terapia es de unos nueve meses, y sólo cerca del 10% de los pacientes logran sobrevi-vir dos años (Burger y Green, 1987; Álvarez-Lemus y López-Goerne, 2012).

Los tumores pueden, pese a todo, arrojar células que invaden otras partes del ce-rebro formando tumores más pequeños, lo que torna difícil su detección mediante técnicas de imagenología convencionales (National Cancer Institute, 2005). Lo dicho toma relevancia cuando se anota que una de las principales dificultades que se pre-senta en el tratamiento de ciertos tumores cancerígenos es poder distinguir los már-genes del tumor y del tejido sano bajo condiciones quirúrgicas normales. Por tanto, aunque la cirugía suele ser la primera opción en tratamiento, ésta no es siempre una opción, más aun cuando estructuras elocuentes corren el riesgo de ser dañadas du-rante el procedimiento(Álvarez-Lemus y López-Goerne, 2012). En tales casos, el uso de radiación y drogas son la única ruta posible.

El tratamiento vía drogas tiene en cambio el gran reto de librar la barrera hema-toencefálica (BHE), un sistema de vasos sanguíneos y células protectoras del cerebro que reduce al máximo la permeabilidad de sustancias (Loch-Neckel y Koepp, 2010).8

Debido a las alteraciones que sufre por traumatismos (edema cerebral e hi-poxemia o disminución anormal de la presión parcial de oxígeno en sangre arterial cerebral), la BHE tiene claras consecuencias en el tratamiento y selección de medica-mentos para los procesos patológicos del sistema nervioso central. Y es que se esti-ma que incluso más del 95% de los fármacos suministrables no logran traspasarla y, cuando lo hacen, pueden llegar a dañar el material genético de las células sanas.

Ante tal panorama y dado que son muchos los factores que afectan y se presentan en la administración de fármacos, comúnmente vinculados con las reacciones meta-bólicas y bioquímicas cercanas a la nanoescala, la nanotecnología abre un potencial importante para eventualmente superar dichos problemas o retos.

Todo indica que en efecto hay ventajas significativas en el uso de nanoestructuras como vehículos de contraste (imagenología), suministro de fármacos y terapia, ello a diferencia de los mecanismos tradicionales. Destacan aspectos tales como: alta esta-bilidad; la posibilidad de transportar fármacos tanto hidrófilos como hidrófobos; alta capacidad de carga debido a su área de superficie mucho mayor; la posibilidad de con-trolar las tasas de liberación o de liberación con estímulos externos con una mayor biodisponibilidad; el hecho de que las dimensiones nanométricas hacen posible atra-vesar las barreras de las células (dígase cancerosas) y, en ciertos casos, parcialmen-

8 En el sistema nervioso central (SNC) los capilares sanguíneos son estructuralmente diferentes de los capila-res de otros tejidos. Tales capilares, al estar cubiertos por células endoteliales especiales, sin poros y sella-das con uniones estrechas, crean una barrera para las macromoléculas y compuestos como los antibióticos, entre otros fármacos. El endotelio capilar es la estructura que restringe el paso de las moléculas hidrofílicas al tejido nervioso. Los componentes que regulan el intercambio son los transportadores y enzimas que de-jan cruzar elementos esenciales, como aminoácidos, glucosa, transferrina y sustancias neuroactivas como neuromoduladores y sus análogos, sustancias liposolubles como alcohol y esteroides. Las sustancias que entran al líquido cefalorraquídeo (LCR)8 se filtran a través de las células endoteliales y los astrositos.

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te la BHE; y el potencial del desarrollo de nanoplataformas multifuncionales para el diagnóstico y terapia dirigida simultáneamente (Aries et al., 2011).

Dicho de otro modo, los investigadores estudian cómo la nanotecnología puede ayudar a mantener los niveles de fármacos dentro del rango terapéutico; cómo pue-den ser dirigidos a las zonas blanco (tumorales) y con liberación lenta; e idealmente explorando la posibilidad de reducir su toxicidad y efectos secundarios. En el desarro-llo de sistemas de suministro de fármacos, por ejemplo, se está indagando el poten-cial de plataformas más eficientes mediante su diseño a escala nanométrica, al tiempo que se abre la posibilidad del desarrollo de termoterapia mediante el uso de nanopar-tículas metálicas o magnéticas que pueden ser estimuladas externamente con luz in-frarroja o campos magnéticos.

Breve metanálisis de publicaciones científicas en PubMed

Según la base de datos de PubMed de EUA (pubmed.gov), desde el año 2000 y hasta junio de 2013 existían mas de tres mil artículos científicos publicados y registrados bajo las etiquetas de “nanotecnología” y “cáncer”, concentrándose el grueso de resul-tados sobre todo en los últimos tres años y dibujándose ya claramente un espectro de investigación y resultados cada vez más amplios y complejos. Véanse en la tabla 1 mayores detalles de la progresión temporal tanto en los tipos de cáncer estudiados, como en técnicas y materiales nanoestructurados empleados (cada vez con una diver-sidad mayor de funcionalizaciones / conjugaciones).

Del total de publicaciones para ese periodo registradas en PubMed, alrededor del 44% se enfocó al área de diagnóstico; 50.5% a terapia; 3% a metástasis; y sólo 2.5% a la prevención. En términos del tipo de cáncer, no más del 3% de las publicaciones atendían en uno u otro grado alguna tipología de cáncer cerebral. Otros eran: 6% en cáncer de seno; 5% de pulmón; 4.5% de próstata; 4% de hígado; 2.5% de cáncer de piel; 2% leucemia; 2% de páncreas; 1.5% de cáncer de riñón; 1.5% de cáncer cervi-cal. Estos últimos porcentajes, desde luego, deben leerse cuidadosamente pues ma-yoritariamente los artículos focalizados con algún tipo de cáncer suelen referirse a cuestiones de terapia o problemáticas de diagnóstico/caracterización específicas a cada caso. Por ello las proporciones han de ser leídas, comparativamente hablando, sólo entre los rubros de artículos focalizados a algún tipo de cáncer y no con respec-to al total de artículos publicados y registrados en PubMed en tanto que muchas pu-blicaciones no figuran en algún rubro particular al tener implicaciones para múltiples tipologías de cáncer.

En relación con los artículos focalizados, en una u otra medida, en cáncer cere-bral, ésos sumaban sólo 86 para el mismo periodo de tiempo. El grueso de las publi-caciones datan de 2011 a la fecha.9 En términos generales, sugieren para el área de diagnóstico (incluyendo imagenología) el uso de nano-bio marcadores (aptámeros); sondas fluorescentes de nanopartículas como agentes contrastantes; nanopartícu-las superparamagnéticas (para imagenología de resonancia magnética) y magnéti-cas; y puntos cuánticos. Para el caso del área de tratamiento (terapia / entrega de droga) se indaga el potencial de nanopartículas (superparamagnéticas, magnéticas,

9 El número de artículos por año es: dos en 2003; tres en 2004; tres en 2005; cuatro en 2006; siete en 2007; ocho en 2008; nueve en 2009; trece en 2010; once en 2011; veintiuno en 2012; cinco hasta junio de 2013.

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biodegradables base PLGA, de base lípido, de sílice, poliestireno carboxilado, plati-no); fulerenos; vesículas extracelulares; nanoalambres; grafeno; nanotubos de car-bono multipared (como nanovehículos de entrega de droga o genes); y aptámeros conjugados con nanopartículas. Además, se menciona el uso de láseres para terapia y la apuesta por la denominada neuroteranostics, es decir, la mencionada integración del diagnóstico y la terapia de cáncer cerebral en un solo sistema nanoestructurado (Kievit y Zhang, 2011).

Tabla 1. Publicaciones sobre cáncer y nanotecnología registradas en PubMed, 2000–2013

AñoNo de

artículosTipo de cáncer

(en caso de especificarse)Finalidad de nanotecnologías o nanomateriales empleados

(especificaciones principales tal y como se enuncian)

2000 2 Cáncer de seno DetecciónDiagnóstico

2001 9 Cáncer cervical, de próstata y de senoMelanomasTumores sólidosMicrometástasis

Imagen / Caracterización de tumoresTratamiento: nanoesféras, nanopartículas.

2002 46 Cáncer de hígado, páncreas, colón.

Imagen avanzada / Medición / Caracterización: nanosensores, materiales porosos, nanoes-feras puntos cuánticos.Detección temprana.Terapia / Entrega de droga: nanocristales, nanoesferas, nanopartículas, nanopartículas super-paramagnéticas, nanocápsulas, sistemas nanoestructurados tipo virus.Terapia de captura neutrónica

2003 68 Cáncer cervical, oral, cerebral, de próstata, epidérmico.Tumores sólidos

Imagen / Biomarcadores / Monitoreo de metástasis: cromatografía líquida de nanoflujo aco-plada a ionización por electrospray; inmuno conjugados de puntos cuánticos; nanopartículas contrastantes.Terapia / Entrega de droga: nanopartículas biodegradables, cerámicas, magnéticas, autoen-sambladas; nanoshells; drogas coloidales.

2004 84 Cáncer de riñón, hígado, de pulmón, de seno, de vejiga, colon, próstata, de la glándula pituitaria o hipófisis.Tumores sólidos.Leucemia.Glioblastoma

Prevención: nanovacunas contra tumores.Imagen / Detección: nanobiosensores / biochips; proteínas fluorescentes utilizando nano-biohíbridos; puntos cuánticos; conjugados de nanocuerpos, es decir, de los fragmentos más pequeños de anticuerpos de dominio único; nanopartículas recubiertas para se dirigidas a objetivos específicos.Nanoproteómica de líneas celulares cancerosas.Tra Terapia / Entrega de droga: quimioterapia con nanopartículas biodegradables, superpara/magnéticas; dendrímeros; nanocápsulas; nanoesféras; nanoshells.

2005 116 LeucemiaCáncer de seno, pulmonar, de piel (fibroblastos), gástrico, de pulmón, de colon, epitelial.

Diagnóstico / Imagen: nanodiagnóstico fototérmico con nanoclusters autoensamblados; nanobiosensores, nanosensores ópticos, puntos cuánticos; nanoláser ultrarrápido para detec-ción biofotónica, nanopartículas; redes de sensores de nanocables.Terapia / Entrega de droga: nanopartículas dirigidas, materiales inorgánicos, nanocápsulas (de alumina nanoporosa, poliméricas), micelas, nanotubos de carbono, partículas magnéticas (termoterapia), partículas paramagnéticas, terapia de genes dirigidos, nanoemulsiones, lipo-somas, nanocuerpos, dendrímeros, nanocristales, nanoesferas, nanosondas.

2006 163 Cáncer de ovario, gástrico, renal, de piel, pulmonar, naso-faringeal, de seno, cerebral, de colón, de próstata - genitouri-nal, oral – de lengua, uterino.Sarcoma de Ewing.

Diagnóstico / Imagen: bionanomarcadores, nanopartículas, puntos cuánticos, nanotubos de carbono (monopared), nanovehículos, nanosondas, nanoblob contrastante (nanoemulsión de moléculas anfifílicas con su parte hidrofílica apuntando hacia fuera).Terapia / Entrega de droga: nanotubos de carbono (multi- y monopared), nanopartículas (poliméricas biodegradables, ácido sensibles, metálicas, magnéticas, bioconjugadas), ge-noesferas, nanoestructuras tipo tetrapoides, nanomateriales core-shell, puntos cuánticos / nanocristales, micelas y péptidos autoensamblables, liposomas, nanoplataformas (nano-partículas multifuncionales), dendrímeros, fulerenos (C

60), nanogeles, nanocompositos, na-

noblobs dirigidos para entrega de agente quimioterapéutico, campos eléctricos pulsados a nanosegundos (para destrucción de melanomas), exosomas como nanovehículos (vesículas muy pequeñas).Nanoneurocirugia (incluyendo el potencial uso de sistemas de láser ultra-rápidos, nanoagujas y nanopinzas) + bionanoinformática para oncología personalizada.

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AñoNo de




2007 200 Cáncer pulmonar, de piel – sar-coma de Kaposi, sarcomas di-versos, cáncer de próstata, de seno, cerebral, gastrointestinal , de vejiga, de colon y recto.Leucemia, colangiocarcinoma.

Diagnóstico: puntos cuánticos, nanopartículas (fluorescentes, magnéticas, superparamag-néticas, metálicas), nanoestructuras de carbono, electrodos base nanotubos de carbono, polímeros, nanohíbridos magneto-poliméricos, nanosensores.Terapia / Entrega de droga: nanotubos de carbono monopared y multipared (terapia tér-mica, nanovehículos para entrega de droga); dendrímeros y dendrímeros conjugados (con nanopartículas); liposomas funcionalizados y enjaulados en polímeros; nano shells (oro, sí-lica); nanopartículas magnéticas, poliméricas (péptidos), metálicas, mesoporosa, fotosensiti-vas (para terapia fotodinámica) y funcionalizadas; micelas funcionalizadas (copoliméricas); nanovesículas; drogas herbales chinas a escala nanométrica (nanoprecipitado); nanocajas y nanorodillos de oro conjugados; nanogeles, hidrogeles de nanodiamantes; esferas y prismas nanoestructurados; estructuras multicapa de láminas de nanopartículas, virus funcionaliza-dos a escala nanométrica.

2008 251 Cáncer de páncreas, de seno, intraocular, de colon y ano-rectal, de próstata, cerebral (neuroblastoma), de hígado, de vejiga, de hueso, de piel.Leucemia, linfomas.

Diagnóstico: nanoparticulas (magnéticas, superparamagnéticas, metálicas, de compositos, conjugadas y funcionalizadas, PLA-TPGS, fotosensibles), puntos cuánticos (sondas fluores-centes, contrastantes), nanotubos, dendrímeros, conjugados de aptámeros, nanorrodillos.Terapia / Entrega de droga: nanopartículas (de lípidos, core-shell, mesoporosas, conjuga-das y funcionalizadas); nanopolímeros, nanotubos monopared funcionalizados, nanogeles, nanopipetas de carbono, nanorrodillos, nano-micelas, nanocajas de oro, nanodiamantes, dendrímeros conjugados,“nanorobots” (bacterias flageladas como bio-actuadores dirigidos a tumores), nanoconjugados, vehículos coloidales para la entrega de droga, nano-vesículas (polimersomas), nanofibras, nanodiscos.Nanoteranostics (uso de nanopartículas magnéticas multifuncionales)

2009 377 Carcinoma gástrico, de colon-recto, de próstata, de ovario, de pulmón, de seno, de cere-bro – neuroblastoma, de riñón, de hígado, de páncreas.Leucemia.

Diagnóstico: nanopartículas (metálicas, magnéticas, superparamagnéticas), nanobiosensor (base nanofibras / polímeros); nanobarras; dendrímeros (+conjugados); nanodiamantes / nanocristales (fluorescentes); bioconjugados de puntos cuánticos; puntos cuánticos (tipo core-shell, semicondutores fluorescentes); nanomicelas poliméricas fosforescentes.Terapia / Entrega de droga: nanopartículas (metálicas, magnéticas, conjugadas con proteí-nas, coloidales, tipo virus, mesoporosas, PLGA, core-shell); nanocápsulas poliméricas / de lípidos; conjugados de copolímeros / péptidos; nanovehículos fotosensibles; nanotubos de carbono (mono y multipared); nanobarras (terapia térmica); nanoemulsiones; nanoalambres; dendrímeros; nano-micelas; nanocristales.Terasnostics (nanopartículas magnéticas).Vacunas: vehículos nanoestructurados de entrega de vacunas.

2010 507 Cáncer de ovario, de próstata, sarcomas, páncreas, de colon, cervical, de seno, de pulmón, cuello cabeza, cerebral –glio-blastoma -intercraneales, gástri-co, de vejiga, genitario-urinario.Leucemia.

Diagnóstico: puntos cuánticos (funcionalizados), nanoesferas, nanocompositos magnéticos termosensitivos; nanocomposites bifuncionales; nanosondas fluorescentes; nanosondas de aleación oro-plata; nanobarras, nanopartículas metálicas, magnéticas y superparamagnéticas.Terapia / Entrega de droga: liposomas conjugados; péptidos; micelas (poliméricas); nano-partículas (linfotrópicas, poliméricas, poliméricas-liposomas, de copolimeros biodegradables, metálicas, PLGA, de lípidos, de polifenoles, mesoporosas, superparamagnéticas, magnéticas, coloidales, virales, core-shell); nanobarras; nanoemulsiones; dendrímeros, puntos cuánticos, nanotubos de carbono (mono y multipared), nanoesferas, nanocompositos magnéticos termosensitivos, nanogeles, aptámeros conjugados con nanopartículas magnéticas (como ‘nanocirujanos’), nanocristales en forma de barras; nanodiamantes; nanocajas; nanocontene-dores base carbono; superficies de titanio con adhesiones de clústers de selenio; metalofule-renos; protacs (nanomoleculas heterobifuncionales).Terasnostics (clusters de puntos cuánticos conjugados, nanoburbujas plasmónicas, nanotu-bos de carbono; exploración del potencial futuro de nanorobots).Cirugía: láser ultrarrápido para nanocirugía;Vacunas: vehículos nanoestructurados de entrega de vacunas (exosomas).

2011 603 Cáncer de pulmón, linfático, de próstata, de hueso, de seno, de colon, de cuello-cabeza – glio-blastomas - cerebro, de ovario, cervical, de vejiga, de páncreas, naso-faringeal.Leucemia.

Diagnóstico: nanobarras (fluorescentes); nanopartículas (superparamagnéticas, magnéticas, magnéticas multi-núcleo, mesoporosas, core-shell); nanotubos de carbono monopared y multipared; fulerenos, nanoesferas fluorescentes; puntos cuánticos, nanoclusters metálicos, magnetoliposomas.Terapia / Entrega de droga: nanoliposomas, magnetoliposomas; nanoparticulas core-shell, superparamagnéticas, magnéticas, metálicas, mesoporosas, PLGA; conjugados de nanopartí-culas; nanobarras-dendrímeros; nanosuspenciones; fulerenos inmunoconjugados; nanotubos (titanato), nanotubos de carbono mono y multipared, nanotubos conjugados / funcionaliza-dos; puntos cuánticos; nanosomas; conjugados de nanocajas; grafenos; aptámeros (conjuga-dos); dendrímeros; metalo-fulerenos; biocerámicas nanoestructuradas; micelas poliméricas; nanogeles, nanofibras (anfifilicas), nanoalambres, nanodiscos, nanodiamantes, nanocamas de carbono de puntos cuántico y nanopartículas magnéticas.Terasnostics (nanocajas / nano-bio-compositos multifuncionales, nanotubos y puntos cuánticos)Cirugía: láser ultrarrápido para nanocirugía.Vacunas: vehículos nanoestructurados de entrega de vacunas.

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AñoNo de




2012 599 Cáncer de seno, de hueso, de pulmón, de ovario, de próstata, grastrointestinal, oral, de colon y recto, de cabeza y cuello, glioblastoma, de páncreas, de piel.Sarcoma de Ewing.Leucemia.

Diagnóstico: nanorrodillos; puntos cuánticos; sondas (core shell, base aptámeros y puntos cuánticos o nanodiamantes fluorescentes; micelas; nanoparticulas metálicas, core-shell, plas-mónicas y virales; grafeno (fluorescente); nanoemulsiones; nanoprismas (de oro); nanotu-bos monopared luminiscentes; nanoparticulas bifuncionales (para resolución magnética y fluorescencia).Terapia / Entrega de droga: nanopartículas (metálicas, recubiertas de lípidos, tipo-lipopro-teínas, poliméricas, mesoporosas, magnéticas, core-shell, LSMO, PLGA, PLA-TPGS, RNA fun-cionalisadas con siRNAs, base exopolisacarida); nanomateriales/nanopartículas a partir de proteínas (virales); nanotubos de carbono mono y multipared + conjugados - funcionalizados (terapia térmica y entrega de droga); nanorrodillos (terapia térmica); nanodispositivos base biopolímeros; ligandos; nanosistemas de carbono activados por luz laser; micelas; bioconju-gados de nanopartículas de sílice y aptámeros; conjugado de dendrímeros y geles híbridos de colágeno; nanocristales; nanofibras conjugadas; plataformas de entrega de droga base grafeno-titania; nanoestructuras acopladas a anticuerpos recombinantes; nanocajas; nanoa-lambres; nanobarras cuánticas.Nanovehículos para terapia génica por inhalación; exploración de entrega de quimioterapia vía oral con nanoestructuras funcionalizadas.Terasnostics (uso de nanoestructuras lípido-poliméricas, tratamiento multimodal, nanopartí-culas core-plasmonic shell tipo estrella)Cirugía: sonda asistida con nanoelectrospray de espectrometría de masas de ionización para el diagnóstico de tejidos biológicos (sanos o cancerosos). Una versión comercial fue lanzada en 2013 bajo el nombre de iKnife con un retraso de análisis de 3 segundos.Vacunación: exploración de opciones para vacunas orales nanoestructuradas.

2013 (Junio)

218 Cáncer de seno, de hueso, de pulmón, de próstata, de riñón, de ovario - útero, oral, gastro-intestinal, de colon, de hígado, cerebral – neoplasmas inter-craneanos, cáncer de cuello.

Prevención: polifenoles como terapia químico-preventiva.Diagnóstico / Imagen: nanotubos monopared, nanopartículas (magnéticas, metálicas), mice-las, fulerenos, puntos cuánticos, nanosondas, nanoplataformas (de silicón).Terapia / Entrega de droga: nanoestructuras funcionalizadas con ADN, nanocápsulas, na-nopartículas funcionalizadas (metálicas, magnéticas, paramagnéticas y superparamagnéti-cas), nanotubos multi- y monopared (terapia térmica, como nanovehículo funcionalizado), nanogeles / nanocompositos hidrogel, micelas (biodegradables), nanomateriales core-shell, grafeno, dendrímeros, nanosondas, nanotrenes, nanofibras, nanoalambres, puntos cuánti-cos funcionalizados, nanovarillas (metálicas), nanocubos, nanoesferas, nanoprismas (de oro).Nutraceuticals para tratamiento de cáncer oralNanoteranostics

Total 3,243*

* Se estima que el número total de artículos relacionados a la nanomedicina es ~10% menor, pero no más. Se verificaron algunos artículos que aunque mencionaban la palabra “cáncer” no estaban enfocados a tal temática, pero sobre todo, las búsquedas por año derivan en repeticiones en tanto que aparecen artículos de años anteriores al ser identificados por la fecha de aceptación y no de publicación. El número total de artículos para el periodo de estudio es: 2,979.Nota: la división entre materiales nanoestructurados para diagnóstico, tratamiento y entrega de droga es cada vez más borrosa, lo que se evidencia con el propio uso de teranostics. En ese sentido, la clasificación es básicamente para propósitos analíticos, siguiendo la propuesta de enfoque que cada artículo otorga.Fuente: Elaboración propia a partir de análisis base de publicaciones registradas en PubMed.

Algunas investigaciones destacan distintos avances concretos. Por ejemplo, como describe Hickey (2009), un grupo de investigadores de la Universidad de Washington, dirigido por Miqin Zhang, ha conseguido “pintar” tumores cerebrales inyectando na-nopartículas fluorescentes en el torrente sanguíneo. Estas nanopartículas son capa-ces de atravesar la BHE. En experimentos de laboratorio, los científicos han mostrado que las nanopartículas en cuestión permanecieron en tumores de ratón durante cinco días y no hubo evidencia alguna de que causarán daños en la BHE; al menos durante dicho periodo de tiempo.

Los resultados muestran que las nanopartículas mejoran el contraste en los esca-neos mediante resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés) y en las imágenes

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ópticas, una clara ventaja no sólo para detección temprana de cáncer, sino también para que los cirujanos, al momento de intervenir quirúrgicamente, puedan “ver” con mayor precisión la frontera entre el tejido canceroso y sano(las técnicas actuales de obtención de imágenes tienen una resolución máxima de 1 milímetro) (Hickey, 2009). Lo relevante de la investigación señalada es que, hasta entonces, ninguna nanopartí-cula usada para obtener imágenes había podido cruzar la barrera hematoencefálica y enlazarse específicamente a las células tumorales (Ibid.). Los retos, sin embargo, aún son mayores y las lagunas de conocimiento notorias. Por ejemplo, el mecanismo exac-to del transporte de la nanoparticula dentro del cerebro, según precisan los propios investigadores, aún no se entienden completamente. Se cree que depende del tamaño de la partícula, la composición del material y la estructura. En algunos casos, parece que un recubrimiento especializado de polímero es lo que permite que las nanopartí-culas puedan imitar moléculas que normalmente serían transportadas dentro del ce-rebro (Ibid.).

Otra investigación, como informa el National Cancer Insitute (2005) muestra que nanopartículas «decoradas» con péptidos opioides son capaces de unirse a recepto-res específicos en las paredes de los capilares, ayudando a transportar las nanopartí-culas en el cerebro. Una vez dentro del cerebro, una nanopartícula puede suministrar una amplia variedad de cargas útiles para detectar células cancerosas (Ibid.).

Los resultados de otro estudio develan que las nanopartículas de dióxido de tita-nio, un material fotocatalítico (sensible a la luz), pueden destruir algunas células de cáncer cuando la sustancia se expone a la luz ultravioleta (Rozhkova, 2011). Sin em-bargo, la dificultad para dirigir las nanopartículas de TiO2 a células cancerosas ha pre-cisado el desarrollo de tales nanopartículas unidas químicamente a un anticuerpo que reconoce y se une a las células, en este caso de glioblastoma multiforme (GMB) (Ibid.). Cabe precisar que la exposición de dicho material en cultivos de laboratorio re-sultó en la destrucción de alrededor del 80% de las células cancerosas después de cin-co minutos de exposición a luz blanca focalizada. Los resultados sugieren, según los investigadores, que estas nanopartículas podrían convertirse en una parte promete-dora de la terapia de cáncer cerebral cuando se usan durante la cirugía (Ibid.).

En otras investigaciones se procura disminuir, en los procedimientos quirúrgicos de GMB, la ya mencionada dificultad de distinguir visualmente las células sanas de las cancerosas, una cuestión que suele resultar en un retiro incompleto del tejido dañado y que no en pocas ocasiones deviene en metástasis (entre 10 y 15% de los pacientes con cáncer desarrolla eventualmente tumores matásticos cerebrales; National Can-cer Institute, 2005). Las investigaciones realizadas en México por López-Goerne y co-laboradores (2007, 2008, 2010 y 2011) se perfilan en tal dirección. Según sostienen, la inyección de nanopartículas Pt(NH3)4Cl2/SiO2 directamente en el tumor es via-ble en tanto que las células cancerosas son susceptibles a recibirlas (López-Goerne et al., 2011). La investigación en cuestión se ha realizado en ratas Wistar mostrando, se-gún se indica, resultados positivos, pues se cree que la muerte de células cancerosas deviene de los radicales libres que inducen daño al ADN: el tumor en las ratas enfer-mas disminuye a los 30 días de la aplicación de entre 50% a 80% (López-Goerne et al., 2011; Peralta, 2012).10 Según la Dra. López, aquellos ratones que han dejado vivir, el tumor incluso ha llegado prácticamente a desaparecer (Peralta, 2012). Las prue-

10 El dato preciso, en López et al., 2011, es de 73 por ciento.

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bas clínicas son el siguiente paso, lo que aparentemente se hace con pacientes en fase terminal en el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía <www.innn.salud.gob.mx/interior/investigacion/departamentos/nanotecnologia.html>.

El mapeo general de las áreas y nanomateriales explorados en las publicaciones registradas en PubMed, así como los casos meramente ilustrativos antes expuestos, dejan ver nítidamente el avance y potencial que se vislumbra en el uso de la nanotec-nología para el diagnóstico y tratamiento del cáncer cerebral.

Como todo avance tecnológico, pero particularmente en el que a la salud refiere, las implicaciones son amplias y trascienden cuestiones técnicocientíficas sobre toxi-cidad y efectos secundarios (véase más adelante) al internalizar cuestiones éticas y sociales: desde los contextos y riesgos “válidos” en las pruebas clínicas, la comunica-ción médico–paciente y el acceso a información y material biológico de los segundos; hasta cuestiones de (in)justicia social asociadas al real acceso a tales o cuales avances tecnológicos por parte de la sociedad.

un enfoque ético y ResponsaBle paRa las nanotecnologías y la nanomedicina: consideRaciones geneRales

Como ha sucedido con la biotecnología y tecnologías emergentes, para el caso de las nanotecnologías es necesario un análisis ético a cerca de las implicaciones sociales, éticas, legales y ambientales, incluyendo los eventuales riesgos y alcances que tales tecnociencias podrían traer consigo al momento de ser desarrolladas y socializadas. Se trata de una ética que se fundamenta en una democracia informativa y deliberati-va, esto es, aquella construida sobre la base de un amplio y activo diálogo. Para el caso puntual de la nanomedicina, dicha ética debería trascender pero desde luego incluir, las controversias médicas. Una ética panorámica11 (más allá de una focalizada —díga-se en las mencionadas controversias) demanda también discutir tanto la pertinencia y justificación de dicho frente tecnocientífico de cara a otras alternativas y deman-das sociales, así como la naturaleza misma de su propio avance, sus complejidades y grados de incertidumbre, las estructuras de poder presentes, entre otros (al respec-to léase: Strand y Nydal, 2008; De Cozar, 2010; Delgado en Arnaldi et al., 2011; Lup-ton, 2011).

Las innovaciones nanotecnológicas suscitan, además, la emergencia de nuevas en-tidades, de nuevas prácticas sociales e incluso de nuevas interacciones alrededor de la solución tecnológica generada; tantas como la amplitud de aplicaciones nanotec-nológicas en desarrollo. Por tanto, resulta central llevar a cabo una evaluación ética —panorámica y focalizada— de las nanotecnologías como parte fundamental de un ejercicio continuo, pues mientras más se desconozca, por un lado, sobre las comple-jidades e incertidumbres presentes en el acelerado avance de las nanotecnologías, y por el otro, sus implicaciones (lo que está en juego), mayores serán las dificultades para su desarrollo responsable y regulación democrática.12

Anteriormente se describieron algunas de las investigaciones y problemas en el diagnóstico y tratamiento del cáncer cerebral, señalando sintética y brevemente al-

11 Seguimos la propuesta de Strand y Nydal, 2008.12 Entiéndase por democracia un proceso que no se limita a la democracia representativa sino que en cambio

tiende más hacia una diversidad de formas de democracia participativa.

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gunas de las investigaciones en nanotecnología y nanomedicina prometedoras. Dado que el grueso de las soluciones implica la exposición directa del cuerpo humano a diversos nanomateriales diseñados por el ser humano, es más que pertinente cues-tionar qué tanto se conocen sus características, cuáles son sus propiedades eco-toxi-cológicas (Tsuda et al., 2009; Yoshioba et al., 2010; Sharma, 2010), cómo se realizan las evaluaciones de riesgo y cuáles son sus limitaciones (Wickson, 2011). Y es que como sostiene De Cozar, (2010: 36), la mayoría de las investigaciones están en ple-na experimentación, presentándose así grados de incertidumbre por falta de cono-cimiento en tanto que las consecuencias e implicaciones que le subyacen a dichos experimentos con nanomateriales no son aún bien conocidas y están en constante in-vestigación (De Cozar, 2010: 36).

Así entonces, en el corto plazo, posibles riesgos toxicológicos asociados al uso de nanomateriales (considerando también los espacios de fabricación, por ejemplo, de fármacos; léase Murashov, 2009) representan la preocupación más importante dado que las consecuencias indeseables son posibles, resultantes, por ejemplo, de la capa-cidad de los nanomateriales de penetrar e interactuar con la célula y sus componen-tes; precisamente una característica que, como se dijo, es atractiva en el desarrollo de drogas dirigidas “nanoempaquetadas” (Delgado en Arnaldi et al., 2011: 87). La apues-ta, tecnológicamente hablando, está entonces en buscar materiales inertes o pasiva-dos (mediante su “decoración”), pero debido a la complejidad de los nanomateriales y de los ámbitos de interacción —dígase, el cuerpo humano— ello no se puede asegurar en todos los casos sin algún grado de incerteza; de ahí la necesidad de ser precavidos.

Algunas consideraciones toxicológicas de los sistemas de entrega de droga a la na-noescala de hecho son ya discutidas en la literatura (Sharma et al., 2012). Y es que la ecotoxicidad de los materiales nanoestructurados está relacionada simultáneamente con varios aspectos: 1) el tipo de organismo receptor; 2) la magnitud y duración de la exposición; 3) la persistencia del material, 4) la toxicidad inherente, y, 5) la suscepti-bilidad o el estado de salud del receptor.

El dilema no está sólo en el propio proceso de respuesta a las preguntas y retos arriba expuestos, sino en cómo al tiempo que avanzan las nanotecnologías, se gestio-na y regula oportuna y adecuadamente la socialización de los productos generados a partir de tales o cuales nanomateriales. Lo pertinente sin duda es la investigación exhaustiva respecto a la ecotoxicidad de los nanomateriales, comenzando por los de mayor potencial en términos de uso (cantidad), pero también por aquellos cuyo gra-do de exposición directa al cuerpo humano se estime particularmente delicada o mu-cho mayor.13 Un esfuerzo integral debiera incluir, además, un constante escrutinio de los propios modelos de evaluación del riesgo e, idealmente, apostar por un sistema de evaluación de pares abierto (Funtowicz y Ravetz, 1990; Funtowicz y Strand, 2007; Wickson, 2011).

No deja de ser llamativo que pese su importancia, ese tipo de investigaciones, sobre todo las últimas, sigan siendo comparativamente muy limitadas de cara a las

13 Debe reconocerse que, aunque aún no suficiente, cada vez más se están indagando cuestiones sobre ecotoxi-cidad de los nanomateriales y sus implicaciones. Algunas referencias relevantes al respecto son: Oberdorter et al., 2002 y 2004; Ynag y Watts, 2005; Lovern y Klaper, 2006; Shatkin, 2008; Poland, 2008; Song, Li y Du, 2009; Li et al., 2009; Mikkelsen, Hansen y Christensen, 2011; Nazarenko et al., 2012;; Jastrzebska, Kurtycz y Olszyna, 2012; CDRSEHSAEN, 2012; Bachand et al., 2012; Arvidsson, 2012.

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que buscan una aplicación concreta (Sin autor, 2006-A y 2006-B; Rejeski, 2005; EPA, 2005).14 Tampoco el hecho de que en general no existen los mecanismos y condicio-nes para estimular de modo prioritario tales investigaciones e incluso, los requisitos técnocientíficos adecuados para hacer ampliamente comparables las evaluaciones de riesgo de los nanomateriales. Y, aunque ciertamente estos últimos se están afinando (por ejemplo, en el marco de la ISO/TC229; véase ISO, 2008 y 2010), en diversos paí-ses donde se hace investigación, siguen sin desarrollarse medidas propias. Por ejem-plo, el trabajo de estandarización y de generación de materiales de referencia no se ha realizado o está en proceso pero sin ser aún operativo y con consecuencias regula-torias, tanto en lo que respecta en sí a los patrones de medida “nano”, como a los pro-tocolos de investigación, evaluación y comparabilidad de resultados. Esto último aún es el caso de México.

Lo antes delineado se considera central para poder dar pie a una regulación infor-mada y responsable que busque maximizar y socializar los beneficios y minimizar (o incluso evitar) los eventuales riesgos e implicaciones no deseadas (Delgado, 2008). Con tal fin, la figura 3 presenta esquemáticamente un aproximación genérica a los principales elementos que normativamente conformarían un modelo integral de ges-tión y distribución del riesgo, en este caso de la nanobiomedicina; todo desde la pers-pectiva antes descrita.

El modelo incluye, como puede notarse, el cálculo y valoración de las implicacio-nes, la incertidumbre y el riesgo, así como un proceso de legitimación y justificación de la medidas para estimular y regular la nanobiomedicina incluyendo el consenti-miento previo e informado (léase: Jotterand y Alexander, 2011) y, de ser necesario y pertinente, la aplicación del principio precautorio con la finalidad de evitar “lecciones tardías de advertencias tempranas” (EEA, 2001 y 2013).

El desarrollo responsable y precautorio de las nanotecnologías en los diversos campos de aplicación no significa desconocer su potencial tecnocientífico y, con ello, las posibilidades reales de contribuir con la resolución de problemas diversos (ade-más de la posibilidad de desarrollar capacidades tecnológicas propias vinculadas con las necesidades sociales de tal o cual país).

En todo proceso de innovación hay potenciales beneficios, costos y riesgos (aun-que ciertamente de magnitud y naturaleza diferenciada según el frente tecnológico que se trate), por ello es que la regulación, entendida como el estímulo y modelamien-

14 Andrew Maynard (Sin autor, 2006-A y 2006-B) sugería a principios de 2006 que los gobiernos y la industria debían incrementar su gasto en investigación sobre los peligros ambientales y a la salud de las nanotecno-logías pues entonces de un total de 9 mil millones de dólares de gasto total anual, sólo se destinaban a ese rubro entre 15 y 40 millones de dólares. Datos de Rejeski (2005) vertidos ante la Cámara de Representantes de EUA hablaban de un monto de unos 23 millones de dólares en más de 150 proyectos en medioambiente, salud y seguridad de las nanotecnologías en 8 agencias distintas en EUA, Canadá y la Unión Europea. Tam-bién en relativo acuerdo con los datos de Maynard y Rejeski, la EPA (2005) confirmaba que desde 2001 has-ta el 2005 había financiado 39 proyectos para el desarrollo de nanotecnologías de prevención de polución por un monto de 11 millones de dólares y 32 más para indagar en los potenciales impactos e implicaciones por una cifra de 10 millones. Esto sugiere que en 5 años la EPA ha destinado en promedio poco más de 4 millones de dólares anuales, de los cuales sólo 2 eran específicamente para potenciales peligros. Datos de la Iniciativa Nacional de Nanotecnología de EUA <www.nano.gov/node/19> precisan que ese tipo de gasto aumentó de 35 millones de dólares en 2005 a unos 117 millones en 2011, acumulando así más de 480 mi-llones de dólares. Esto debe compararse con el acumulado de gasto total de ese país de poco más de 10 mil millones de dólares para el mismo periodo.

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to del avance tecnocientífico, debe ser cuidadosa, dialogada y socialmente consensua-da (de tal suerte que se busque socializar tanto costos como beneficios).

En México se han adoptado por parte del Gobierno Federal, aunque de manera no vinculante, los “Lineamientos para regulaciones sobre nanotecnologías para im-pulsar la competitividad y proteger al medio ambiente, la salud y la seguridad de los consumidores” (Sin autor, 2012). Se trata de una acción que en sí representa ya un avance; no obstante, sigue siendo necesario otorgar a tales lineamientos efectivas ca-pacidades regulatorias por medio del desarrollo de estándares, normas, reglamentos o inclusive de leyes. Dígase tanto para una eventual Iniciativa Nacional de Nanotecno-logía, como de una Ley de “NanoSeguridad”.

Fuente: Actualizado y modificado de Delgado, 2007.

Nano biotecnologías

Medicina

Aplicaciones reales y potenciales

Interpretación de las incertezas y lagunas de conocimiento de la tecnociencia

Cuestionamientos, incertidumbres y riesgosPor ejemplo:– ¿Necesitamos de la nanobiornedicina? ¿Qué enfermedades son prioritarias en la investigación y

desarrollo? ¿Qué tipo de aplicaciones y materiales nanoestructurados son los óptimos? ¿Existen fallas o limites en tales aplicaciones? ¿Cuáles?

– ¿Qué aspectos toxicológicos están juego, en qué grado y a qué escala temporal? ¿Cómo sabemos que sabemos que son seguras las soluciones producto de la nanobiomedicina para el ser humano, la biodiversidad y los ecosistemas? ¿Cómo se pueden minimizar las incertidumbres y evitar, de ser posible, los riesgos innecesarios o no deseados? ¿Cuáles son los modelos más apropiados para realizar evaluaciones de riesgo útiles a la regulación? ¿Quiénes los llevarían a cabo y cómo se garantiza que en efecto están lo más libres posible de intereses creados?

– ¿Cuáles son las implicaciones socioambientales que acarrean consigo las soluciones derivadas de la nanobiomedicina?

– ¿Cómo cambia la nanobiomedicina la relación médico–paciente? ¿Cuáles son los derechos de los pacientes en relación con la privacidad y uso de la información derivada de la nanobiomedicina personalizada? ¿Cuáles son las obligaciones de los médicos y los límites de las prácticas médicas? ¿Demanda la nanobiomedicina de una nueva ética?

– ¿Cuáles son los retos legales y regulatorios del avance de las nanotecnologías y su socialización a nivel nacional, regional e internacional? ¿Quiénes tendrían acceso a los beneficios derivados de la nanobiomedicina y, en su caso, cómo se puede garantizar un acceso universal, o cuando menos

mayoritario a ésos?

Regulacióna) Leyes, reglamentos, normas, lineamientos. Iniciativa Nacional de Nanotecnología /Ley

de Nano-Seguridad/normas diversas.b) Medidas para la priorización de áreas de investigación en el financiamiento público

para atender las principales demandas sociales en materia de salud.c) Estandarización y desarrollo de materiales de referencia.d) Programas de investigación eco-toxicológica.e) Esfuerzo multi- e intersecretarial para el monitoreo, etiquetado, certificación y

elaboración de protocolos de seguridad para la investigación y producción de nano-drogas o procedimientos que hagan uso de nanoprocesos.

f) Implementación de obligatoriedad del consentimiento informado para cualquier tipo de pruebas clínicas o médicas.

g) Impulso a programas sobre aspectos éticos, sociales, y legales de las diversas áreas de acción de la nanobiomedicina.

h) Programas de monitoreo de la percepción social y de comunicación e información a la sociedad.

i) Desarrollo de códigos de ética. Consideración de aplicabilidad del principio precautorio

Confianza social/rechazo o escepticismo/

Miedo

Comunicación Información

Cálculo del Riesgo

(pros y contras, peligros y

ganancias, costos y beneficios]Toma de

Decisiones y medidas

(+ investigación y monitoreo para

la regulación)

Producción de incertezas/incertidumbreCómo definen los diversos actores el riesgo y desde qué

nociones (informadas, de ciencia ficción, exageradas), dígase: científicos en sus diversas disciplinas, consultores, industria y sus

lobbies, políticos y reguladores, medios de comunicación, grupos de presión, ONGs, etc.

– Concientización de potenciales

beneficios y riesgos

– Diálogo– Negociación

Clarificación de preocupaciones

o miedos

observatoriosocial

Legitimación social y justificación

consulta y diálogo social

Figura 3. Modelo normativo para la gestión y distribución del riego en la nanobiomedicina

80


El camino por recorrer en el país como en otras latitudes de América Latina es enorme, tanto en materia de regulación como de planeación, estímulo y financiamien-to de la ciencia y la tecnología en general(Delgado, 2012); mientras tanto, los avances (e implicaciones) de las nanociencias y la nanotecnología a nivel mundial prosigue a ritmos agigantados.

Reflexión final

Consideramos que el rechazo total y en bloque de los avances científicos y tecnológi-cos, así como la pretensión de que cualquier cosa es válida (“todo sea por la ciencia y para la ciencia”) son nociones indeseables, tanto por los potenciales riesgos y posibles implicaciones negativas, como por la exclusión, sin más, de posibles soluciones a pro-blemáticas reales y en ciertos casos apremiantes.

La ausencia de regulación o la “autorregulación” (como se ha llegado a proponer para la nanotecnología: Roco, 2006) han demostrado en otros frentes tecnológicos su poca funcionalidad, anteponiéndose no pocas veces criterios económicos a cualquier consideración ética, social o ambiental (Delgado, 2008; EEA, 2001 y 2013). Interesa, por tanto, que en lugar de que los intereses creados y las malas prácticas pongan al ser humano al servicio de la ciencia y la tecnología, éstas en cambio estén, en los he-chos y constitutivamente, al servicio del bien común de la humanidad y del entorno natural del cual ésa depende.

En el proceso, las percepciones públicas y los balances sociales a cerca de los be-neficios, costos y posibles riesgos tienen un desempeño clave, de ahí que resulte im-prescindible que sean comunicados transparente, completa y sistemáticamente y de cara a otras soluciones existentes (en su caso). La nanomedicina, ciertamente, no es ajena a dichas demandas más allá de sus particularidades en términos de retos, prác-ticas y códigos éticos, formas de gestión y de regulación.

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Avances e implicaciones éticosociales de la nanomedicina